水质工程学课程设计概述.doc

水质工程学课程设计学生姓名： 学 号： 班 级： 指导老师： 20xx年6月 目录1 任务指导11.1 课程设计教学目的及基本要求11.2 设计内容11.3 设计资料21.3.1 水源和水质21.3.2 城市规划与供水规模21.3.3 供水水质及水压21.3.4 气象22总体设计32.1 净水工艺流程的确定32.2 处理构筑物及设备型式选择32.2.1 药剂溶解池32.2.2 混合设备42.2.3 絮凝池52.2.4 沉淀池62.2.5滤池72.2.6 消毒方法93 混凝沉淀103.1 混凝剂投配设备的设计103.1.1 溶液池113.1.2 溶解池123.1.3 投药管133.2 混合设备的设计133.2.1设计流量143.2.2设计流速143.3.3 混合单元数143.2.4混合时间143.2.5水头损失153.2.6 校核GT值153.3 折板絮凝池的设计153.3.1 设计水量153.3.2 设计计算153.3.3 折板絮凝池布置224 斜管沉淀池设计计算224.1 设计流量234.2 平面尺寸计算234.2.1 沉淀池清水区面积234.2.2 沉淀池长度及宽度234.2.3 沉淀池总高度244.3 进出水系统244.3.1 沉淀池进水设计244.3.2 沉淀池出水设计254.3.3 沉淀池斜管选择264.3.4 沉淀池排泥系统设计264.3.5 斜管沉淀池布置264.4.6 核算275 V型滤池285.1 平面尺寸计算285.2 进水系统305.2.1 进水总渠305.2.2 气动隔膜阀口的阀口面积305.2.3进水堰堰上水头315.2.4 V型进水槽315.2.5 V型槽扫洗小孔325.3 反冲洗系统335.3.1 气水分配渠335.3.2 配水方孔面积和间距335.3.3 布气圆孔的间距和面积345.3.4 空气反冲洗时所需空气流量345.3.5 底部配水系统355.4 过滤系统355.5 排水系统355.5.1 排水渠终点水深365.5.2 排水渠起端水深365.6 滤池总高度376 消毒处理386.1消毒方法的选择液氯消毒386.2加氯量计算396.3 加氯设备的选择396.3.1 自动加氯机选择396.3.2 氯瓶396.3.3 加氯控制396.4 加氯间和氯库406.5 加氯间的布置注意事项407其他设计417.1 清水池的设计417.1.1平面尺寸计算417.1.2管道系统427.1.3 清水池布置447.2 吸水井的设计457.3 二泵房的设计457.3.1 泵的选型457.3.2 泵房平面布置468 水厂总体布置478.1 厂址的选择478.2 水厂平面布置478.2.1生产区的布置488.2.2 生活区的布置488.2.3 道路和绿化498.2.4 水厂管线布置498.2.5 水厂平面布置示意图508.3 高程布置508.3.1 处理构筑物水头损失518.3.2 构筑物之间的水头损失518.7.3高程计算53参考资料：541 任务指导1.1 课程设计教学目的及基本要求 通过课程设计，使学生熟悉并掌握给水厂的设计内容、设计原理、方法和步骤，学会根据设计资料正确计算,正确地选定设计方案，具备设计城镇水厂的初步能力。 要求学生对水厂总体布置的设计思想，从工艺流程、操作联系、生产管理以及物料运输等各方面考虑，而进行合理的布置设计。掌握设计说明书、计算书的编写内容和编制方法，并绘制工程图纸。1.2 设计内容1 处理工艺流程的确定；2 正确计算供水量；3 水处理构筑物型式的比较与选择，拟定各构筑物的设计流量；构筑物的设计计算并绘草图；4 确定混凝剂品种、投加量及投加方式、投加设备；5 选择消毒剂品种、投加量及投加方式、投加设备；6 确定水厂其它建、构筑物尺寸；7 进行水厂平面及高程布置；8 绘制本设计指定的技术图纸；9 完成设计计算、说明书1.3 设计资料1.3.1 水源和水质1 水源：河水2 水质：水质符合地面水环境质量标准二级标准1.3.2 城市规划与供水规模 规划到2020年，城市人口规模为5万人，日工业产值300万元，万元产值耗水量120m3/万元，综合生活用水量标准230L/人d（最高日），未预见及管网漏失量20Q最高日计。 据省计划委员会批文及近远期需水量预测，确定本工程供水规模为6万m3/ d。1.3.3 供水水质及水压 水厂出厂水质统一按现行国家生活饮用水卫生标准考虑。 水厂出厂水压为0.4MPa，以满足接管点处服务水头0.28MPa。1.3.4 气象该市属亚热带季风湿润气候，特征为：气候温和，雨水充沛，光照充足，四季分明，冬夏长，春秋短，无霜期长，全年主导风向为北风，68月多为南风。 2总体设计2.1 净水工艺流程的确定 根据地面水环境质量标准（GB383802），原水水质符合地面水类水质标准，除浊度、菌落总数、大肠菌数偏高外，其余参数均符合生活饮用水卫生标准（GB57492006）的规定。 水厂以地表水作为水源，工艺流程如图1所示。 图1 水处理工艺流程2.2 处理构筑物及设备型式选择2.2.1 药剂溶解池1 为便于投加药剂，溶解池高程一般以在地平面以下为宜，池顶高出地面0.20m左右，。2 溶解池的底坡不小于0.02m，池底应有直径不小于100mm的排渣管，池壁需设超高，防止搅拌溶液时溢出。3 溶液池一般采用钢筋混凝土池体，内壁需进行防腐处理。4 投加量较小时，也可在溶液池上部设置淋浴斗以代替溶药池，使用时将药剂置于淋浴斗中，经水力冲溶后的药剂溶液流入溶液池。5 投药设备采用计量泵投加的方式。采用计量泵，不必另备计量设备，泵上有计量标志，可通过改变计量泵行程或变频调速改变药液投量，最适合用于混凝剂自动控制系统。2.2.2 混合设备 混合设施比较：混合设施优点缺点使用条件水力混合构造简单难适应水质和水量的变化，占地面积少目前已很少使用水泵混合混合效果好，不需要另建混合设施，节省动力备复杂，管理麻烦，机械搅拌混合耗能大，管理复杂适用于一级泵房离处理构筑物120m以内的水厂管式混合占地极小、投资省、设备简单、混合效果好和管理方便运行水量变化影响效果，水头损失大适用于水量变化不大的各种规模的水厂机械混合混凝效果好，水头损失较小需耗动能，管理维护较复杂，需建混合池适用于各种规模的水厂 使用管式混合器对药剂与水进行混合。在混合方式上，由于混合池占地大，基建投资高。管式混合具有占地极小、投资省、设备简单、混合效果好和管理方便等优点而具有较大的优越性。2.2.3 絮凝池 常用絮凝池的比较： 形式优缺点适用条件隔板絮凝池往复式优点：1、絮凝效果较好 2、结构简单，施工方便缺点：1、絮凝时间较长 2、水头损失较大 3、转折处絮粒易破碎 4、出水流量不易分配均匀1、水量大于30000m/d的水厂2、水量变动小回转式优点：1、絮凝效果较好 2、水头损失较小 3、构造简单，管理方便缺点：出水流量不易分配均匀1水量大于30000m/d的水厂2、水量变动小3、适用于旧池改建和扩建折板絮凝池优点：1、絮凝时间较短 2、絮凝效果好缺点：1、构造较复杂 2、水量变化影响絮凝效果水量变化不大的水厂网格絮凝池优点：1、絮凝时间较短 2、絮凝效果好 3、构造简单缺点：水量变化影响絮凝效果水量变化不大的水厂单池能力以1.0-2.5万 m3/d为宜机械絮凝池优点：1、絮凝效果较好 2、水头损失较小 3、可适应水质、水量的变化缺点：需机械设备和经常维修大小水量均适用，并适用水量变化较大的水厂 综上比较，选用折板絮凝池。相比其他絮凝池，折板絮凝池对水质水量适应性强，停留时间短，絮凝效果好，又能节约絮凝药剂。2.2.4 沉淀池 原水经投药、混合与絮凝后，水中悬浮杂质已形成粗大的絮凝体，要在沉淀池中分离出来以完成澄清的作用。 常用沉淀池的比较：沉淀池平流式斜管式优点1、造价较低2、操作管理方便，施工较简单3、对原水浊度适应性较强，潜力大，处理效果稳定4、带有机械排泥设备时，排泥效果好1、沉淀效率高2、池体小，占地少缺点1、占地面积较大2、不采用机械排泥装置时，排泥较困难3、需维护机械排泥设备1、耗材较多，老化后尚需更换，费用较高2、对原水浊度适应性较平流池差3、不设机械排泥装置时，排泥较困难；机械排泥时，维护管理较麻烦使用条件一般用于大中型净水厂1、可用于各种规模水厂2、宜用于老沉淀池的改造，扩建和挖槽3、适用于需保温的低温地区4、单池处理水量不宜过大 设计采用斜管沉淀池，沉淀效率高、占地少。相比之下，平流式沉淀池虽然具有适应性强、处理效果稳定和排泥效果好等特点，但是，平流式占地面积大。而且斜管沉淀池因采用斜管组件，使沉淀效率大大提高，处理效果比平流沉淀池要好。2.2.5滤池 常用滤池的比较：滤池类型优点缺点适用条件普通快滤池材料易得，价格低；大阻力配水系统，单池面积较大，可采用减速过滤，水质好阀门多，价格高，易损坏，需设有全套冲洗设备般用于大中水厂，单池面积不宜大于100V型滤池采用气水反冲洗，有表面横向扫洗作用，冲洗效果好， 节水；配水系统一般采用长柄滤头冲洗过程自动控制采用均质滤料，滤层较厚，滤料较粗，过滤周期长适用于大中型水厂虹吸滤池不需大型阀门，易于自动化操作，管理方便土建结构复杂，池深大单池面积小，冲洗水量大；等速 过滤，水质不如变速过滤适用于中型水厂，单池面积不宜大于25-30双阀滤池材料易得，价格低，大阻力配水系统，单池面积可大， 可采用减速过滤，水质好，减少两只阀门必须有全套冲洗设备，增加形成虹吸的抽气设备适用于中型水厂，单池面积不宜大于25-30移动罩滤池造价低，不需要大型阀门设备，池深浅，结构简单；自 动连续运行，不需冲洗设备；占地少，节能减速过滤，需移动冲洗设备，罩体与隔墙间密封技术要 求高；起始滤速较高，因而平均设计滤速不宜过高适用于大中型水厂，单格面积小于10 从实际运行状况，V型滤池来看采用气水反冲洗技术与单纯水反冲洗方式相比，主要有以下优点： (1） 较好地消除了滤料表层、内层泥球，具有截污能力强，滤池过滤周期长，反冲洗水量小特点。可节省反冲洗水量4060%，降低水厂自用水量，降低生产运行成本。(2) 不易产生滤料流失现象，滤层仅为微膨胀，提高了滤料使用寿命，减少了滤池补砂、换砂费用。 (3)采用粗粒、均质单层石英砂滤料，保证滤池冲洗效果和充分利用滤料排污容量，使滤后水水质好。 根据设计资料，综合比较选用目前较广泛使用的V型滤池。2.2.6 消毒方法 水的消毒处理是生活饮用水处理工艺中的最后一道工序，其目的在于杀灭水中的有害病原微生物（病原菌、病毒等），防止水致传染病的危害。 采用被广泛应用的氯及氯化物消毒，氯消毒的加氯过程操作简单，价格较低，且在管网中有持续消毒杀菌作用。虽然二氧化氯，消毒能力较氯强而且能在管网中保持很长时间，但是由于二氧化氯价格昂贵，且其主要原料亚氯酸钠易爆炸，国内目前在净水处理方面应用尚不多。 3 混凝沉淀3.1 混凝剂投配设备的设计 混凝剂的投加分为干投法和湿投法两种，干投法指混凝剂为粉末固体直接投加，湿投法是将混凝剂配制成一定浓度溶液投加。我国多采用后者，采用湿投法时，混凝处理工艺流程如图1所示。 图1 湿投法混凝处理工艺流程 本应根据原水水质分析资料，用不同的药剂作混凝试验，并根据货源供应等条件，确定合理的混凝剂品种及投药量。由于缺少必要的条件，所以参考分析相似水源有关水厂的经验数据，药剂投加如下表1所示。 表1 水厂投加药剂参考数值取水水源原水悬浮物含量(mg/L)混凝剂种类混凝剂投加量(mg/L)助凝剂投加(mg/L)最高最低活化硅酸河水1001000聚合氯化铝50102 聚合铝，包括聚合氯化铝（PAC）和聚合硫酸铝（PAS）等，具有混凝效果好、对人体健康无害、使用方便、货源充足和价格低廉等优点，因而使用聚合铝作为水处理的混凝剂。取混凝剂最大投加量为50mg/L。3.1.1 溶液池 溶液池一般以高架式设置，以便能依靠重力投加药剂。池周围应有工作台，底部应设置放空管。必要时设溢流装置。 溶液池容积按下式计算： 式中 W2溶液池容积，； Q处理水量，m3/h； a混凝剂最大投加量，mg/L,取50mg/L； c溶液浓度，5%-20%,取15%； n每日调制次数，取n3。代入数据得： 溶液池设置两个，每个容积为3.62m3，一备一用，以便交替使用，保证连续投药。取有效水深H11.0m，总深HH1+H2+H31.0+0.2+0.11.3m（式中H2为保护高，取0.2m；H3为贮渣深度，取0.1m）。溶液池形状采用矩形，尺寸为长宽高4.2m2m1.3m。3.1.2 溶解池（1）溶解池容积W2=(0.20.3)W1,取0.3，即 W2=0.3W1=0.37.23=2.17m3 （2）溶解池一般取正方形，有效水深H11.0m，则： 面积FW1/H1,边长aF1/21.47m；取边长为1.5m。溶解池深度HH1+H2+H31.0+0.2+0.11.3m（式中H2为保护高，取0.2m；H3为贮渣深度，取0.1m）。和溶液池一样，溶解池设置2个，一用一备。（3）溶解池的放水时间采用t10min，则放水流量 查水力计算表得放水管管径d0=50mm，采用塑料给水管；溶解池底部d=100mm的排渣管一根。 设计流速v=2.09m/s，i=94.31。（4）溶解池搅拌装置采用机械搅拌，以电动机驱动浆板或涡轮搅动溶液。 3.1.3 投药管投药管流量 查水力计算表得投药管管径d25mm，实际流速为0.35m/s。3.2 混合设备的设计 在给排水处理过程中原水与混凝剂，助凝剂等药剂的充分混合是使反应完善，从而使得后处理流程取得良好效果的最基本条件，同时只有原水与药剂的充分混合，才能有效提高药剂使用率，从而节约用药量，降低运行成本。 管式静态混合器是处理水与混凝剂、助凝剂、消毒剂实行瞬间混合的理想设备：具有高效混合、节约用药、设备小等特点，它是有二个一组的混合单元件组成，在不需外动力情况下，水流通过混合器产生对分流、交叉混合和反向旋流三个作用，混合效益达90-95%，构造如图2所示： 图2 管式静态混合器3.2.1设计流量 Q=6.51万m3/d=2713m3/h=0.754m3/s3.2.2设计流速静态混合器设在絮凝池进水管中，设计流速v=1.0m/s，则管径为： 采用D=1000mm，则实际流速v=0.96m/s。3.3.3 混合单元数 取N=3，则混合器的长度为： 3.2.4混合时间 3.2.5水头损失 3.2.6 校核GT值 在7001000s-1 之间，符合设计要求。 GT=707.03.44=2432.082000水力条件符合设计要求。 3.3 折板絮凝池的设计3.3.1 设计水量 折板絮凝池设两个系列 3.3.2 设计计算 折板絮凝池每个系列设计成4组。 （1）单组絮凝池有效容积 式中，V-单组絮凝池有效面积 Q1-单组设计处理水量 T-絮凝时间，一般采用1015min设计中取T=12min， （2） 絮凝池长度 式中，L-絮凝池长度 H-有效水深 B-单组池宽设计中取H=3.2m，B=6m，则 ，取3.6m。絮凝池长度方向用隔墙分成三段，首段和中段、末段的各格格宽均为0.6m，末段格宽为1.2m，隔墙厚为0.15m，则絮凝池总长度为： （3） 各段分格数 与斜管沉淀池组合的絮凝池池宽为24.0m，用三道隔墙分成四组，每组池宽： 首段分成10格，则每格长度: 首段每格面积： 通过首段单格的平均流速： 中段分成8格，末段分成7格，则中段、末段的各格格长、面积、平均流速分别为： ， ，（4） 停留时间计算 首段停留时间计算： T1=103.20.148=216.2s3.60min 中段停留时间计算： T2=83.20.115=222.6s3.71min 末段停留时间计算： T3=73.20.110=203.6s3.39min 实际总停留时间 T=T1+T2+T3=3.60+3.71+3.39=10.70min（5） 隔墙孔洞面积和布置 水流通过折板上下转弯和隔墙上过水孔洞流速，首、中、末分别为0.3m/s、0.2m/s和0.1m/s，则水流通过各段每格隔墙上孔洞面积为： ，取0.3m2 ，孔宽为1.0，则孔高为0.3m，实际通过首段每格隔墙上孔洞流速为： ，取0.5m2 ，孔宽为1.0，则孔高为0.5m，实际通过中段每格隔墙上孔洞流速为： ，取0.95m2 ，孔宽为2.0，则孔高为0.48m，实际通过末段每格隔墙上孔洞流速为： 孔洞在隔墙上上、下交错布置。（6） 折板布置 折板布置首段采用峰对峰，中段采用两峰对齐，末段采用平行直板。折板间距采用0.4m。（7） 水头损失计算 相对折板 式中，h1-折板渐放段水头损失 v1-峰处流速，一般取0.250.35m/s v2-谷处流速，一般取0.100.15m/s设计中取v1=0.3m/s，v2=0.12m/s 式中，h2-折板渐缩段水头损失 F1-相对峰的断面积 F2-相对谷的断面积设计中取F1=0.56m2,F2=1.06m2 式中，hi-转弯或孔洞的水头损失 3-阻力系数 v0-转弯或孔洞流速，为0.204m/s 式中，h-首段相对折板总水头损失 n-折板水流收缩和放大次数，共40次平行折板 式中，h-折板水头损失 v-板间流速，一般采用0.150.25m/s设计中取v=0.18m/s 式中，hi-上、下转弯或孔洞时的水头损失 vi-转弯或穿过孔洞时的流速设计中取vi=0.203m/s上转弯时：下转弯或孔洞时： 式中，h-平行折板总水头损失 n-90转弯次数，共24次 ni-上、下转弯处的水头损失 平行折板 式中，h-转弯水头损失 v-平均流速，一般采用0.050.1m/s设计中v=0.1m/s (n为180转弯个数）折板絮凝池总水头损失h2 =相对折板+平行折板+平行直板 =0.312+0.084+0.011=0.407m(8) G值和GT值 首段G值和GT值 式中，G1-首段速度梯度 -水的密度 h1-首段水头损失 -水的动力黏度 T-反应时间设计中取h1=0.312m，（水温t=20s时），h1=0.312m，T1=3.6min 中段和末端G值和GT值分别为： 折板絮凝池总G值和GT值 3.3.3 折板絮凝池布置 在絮凝池各段每格隔底部设200mm200mm排泥孔，池底2.0坡度坡向沉淀池，管径DN200。折板絮凝池布置图3所示： 图3 折板絮凝池4 斜管沉淀池设计计算4.1 设计流量 设置两个斜管沉淀池，单个沉淀池设计水量： 4.2 平面尺寸计算4.2.1 沉淀池清水区面积 式中，A-斜管沉淀池的表面积 q-表面负荷，一般采用9.011.0m3/(m2h)设计中取q=10m3/(m2h) 4.2.2 沉淀池长度及宽度 设计中取沉淀池长度L=24m，则沉淀池宽度： 设计中取6m。 为了配水均匀，进水区布置在24m长度方向一侧，在6m的宽度中扣除无效长度约0.5m，则净出口面积： 式中，A1-净出口面积 k1-斜管结构系数，取1.3 4.2.3 沉淀池总高度 式中，H-沉淀池总高度 h1-保护高度，一般采用0.30.5m h2-清水区高度，一般采用1.01.5m h3-斜管区高度，斜管长度为1.0m，安装倾角60，则 h3=sin60=0.87m h4-配水区高度，一般不小于1.01.5m h5-排泥槽高度设计中取h1=0.4m，h2=1.2m，h4=1.4m，h5=0.83m H=0.4+1.2+0.87+1.4+0.83=4.7m4.3 进出水系统4.3.1 沉淀池进水设计 沉淀池进水采用穿孔花墙，孔口总面积 式中，A2-孔口总面积 v-孔口流速，一般取不大于0.150.20m/s设计中取v=0.18m/s 每个孔口的尺寸定为15cm8cm，则孔口数为175个。进水孔位置应在斜管以下、沉泥区以上部位。4.3.2 沉淀池出水设计沉淀池的出水采用穿孔集水槽，出水孔流速v1=0.6m/s，则穿孔总面积： 式中，A3-出水孔总面积 设每个孔口的直径为4cm，则孔口的个数 式中，F-每个孔口的面积， 个 设每条集水槽的宽度为0.4m，间距1.5m，共设10条集水槽，每条集水槽一侧开孔数为40个，孔间距为20cm。10条集水槽汇水至出水总渠，出水总渠宽度0.8m，深度1.0m。出水的水头损失包括孔口损失和集水槽内损失。孔口损失 式中，-孔口水头损失 -进口阻力系数，取=2 集水槽内水深取0.4m，槽内水流速度为0.38m/s，槽内水力坡度按0.01计，槽内水头损失： 式中，-集水槽内水头损失 i-水力坡度 l-集水槽长度设计中取i=0.01，l=10m 出水总水头损失： ，设计中取为0.15m4.3.3 沉淀池斜管选择 斜管长度一般为0.81.0m，设计中取为1.0m；斜管管径一般为2535mm，设计中取为30mm；斜管为聚丙烯材料，厚度为0.40.5mm。4.3.4 沉淀池排泥系统设计 采用穿孔管进行重力排泥，每天排泥一次。穿孔管管径为200mm，管上开孔孔径为5mm，孔间距15mm。沉淀池底部为排泥槽，共12条。排泥槽顶宽2.0m，底宽0.5m，斜面与水平夹角约为45，排泥槽斗高为0.83m。4.3.5 斜管沉淀池布置 斜管沉淀池示意图如图4： 图4 斜管沉淀池示意图4.4.6 核算 （1）雷诺数Re 斜管内的水流速度为： 式中，-斜管内的水流速度 -斜管安装倾角，一般采用6075 设计中取=65 雷诺数： 式中，R-水力半径，R=d/4=30/4=7.5mm=0.75m v-水的运动黏度设计中当水温t=20时，水的运动黏度v=0.01cm2/s 满足设计要求弗劳德数Fr Fr介于0.0010.001之间，满足设计要求。（3）斜管中的沉淀时间 式中，l1-斜管长度 设计中取l1=0.8m 介于25min之间，符合设计要求。5 V型滤池5.1 平面尺寸计算(1) 设置一个V型滤池， 式中，F-每组滤池所需面积 Q-滤池设计流量 v-设计滤速，一般采用815m/h设计中取v=10m/h (2) 单格滤池面积： 式中，f-单格滤池面积 N-每组滤池分格数设计中取N=4，则 一般规定V型滤池的长宽比为2:14:1，滤池的长度一般不宜小于11m；滤池中央气、水分配槽将滤池宽度分成两半，每一半的宽度不宜超过4m。单格滤池的实际面积： 式中，f-单格滤池的实际面积 B-单格池宽 L-单格池长，一般大于11m。 设计中取长宽比为2.06:1，即取L=12m，B=5.8m。 （4）正常过滤时的实际流速 一格冲洗时其他滤格的滤速 一般采用1014m/h，符合设计要求。5.2 进水系统5.2.1 进水总渠 式中 1进水总渠内水深 B1进水总渠净宽 V1进水总渠内流速,一般采用0.61.0m/s。设计中取H1=1.0m,v1=1.0m/s 5.2.2 气动隔膜阀口的阀口面积式中气动隔膜阀口面积 Q2每格滤池的进水量(m3/s)，Q2=; v2通过阀门的流速(m/s)，一般采用0.61.0m/s。设计中取v2=1.0m/s 气动隔膜阀阀口处的水头损失 式中-气动隔膜阀阀口处的局部阻力系数。设计中取1.0 h1=1.01.02/(29.81)=0.051m5.2.3进水堰堰上水头h2=（）2/3式中h堰上水头(m); m薄壁堰流量系数，一般采用0.420.50; b堰宽(m)。设计中取m=0.50,b=3m h=（）2/3=0.09m5.2.4 V型进水槽式中h3V型进水槽内水深(m); Q3进入V型进水槽的流量(m3/s); v3V型进水槽内的流速(m/s); 一般采用0.61.0m/s。 aV型槽夹角，a5055。设计中每格滤池设两个V型进水槽，则，取v30.8m/s, a=50h=0.36m5.2.5 V型槽扫洗小孔 式中Q4表面扫洗流量(m3/s); q表面扫洗水强度【L/(sm2)】,一般采用1,42.3 L/(sm2); A小孔总面积(m2); 孔口流量系数；d小孔直径(mm); n2小孔数目(个)。设计中取q2=1.8 L/(sm2)，=0.62,取每个V型槽上扫洗小孔数目28个，则n256个 验算小孔流速v4 5.3 反冲洗系统5.3.1 气水分配渠(按反冲洗水流量计算)式中Q3反冲洗水流量(m3/s); q1反冲洗强度【L/(sm2)】,一般采用46L/(sm2); v5气水分配渠中水的流速(m/s), 一般采用1.01.5m/s; H2气水分配渠内水深(m); B2气水分配渠宽度(m)。设计中取q1=5 L/(sm2),v5=1.0m/s,B2=0.4m 5.3.2 配水方孔面积和间距 式中F1配水方孔总面积(m2); v6配水方孔流速(m/s),一般采用v6=0.5m/s; f1单个方孔的面积(m2); n3方孔个数（个）；设计中取v60.5m/s,f1=0.100.10m2 个在气水分配渠两侧分别布置35个配水方孔，孔口间距0.4m。5.3.3 布气圆孔的间距和面积 布气圆孔的数目及间距和配水方孔相同，采用直径为60mm的圆孔，其单孔面积为0.0028m2,所有圆孔的面积之和为560.0028=0.157m2。5.3.4 空气反冲洗时所需空气流量式中，Q气空气反冲洗时所需空气流量(m3/s); q气空气冲洗强度L/(sm2)，一般采用1317 L/(sm2)。设计中取q气15 L/(sm2) 空气通过圆孔的流速为5.3.5 底部配水系统1 底部配水系统采用型长柄滤头，材质为ABS工程塑料，数量为55只/m2，滤头安装在混凝土滤板上，滤板搁置在梁上。滤头长28.5cm；滤帽上有缝隙36条。滤板、滤梁均为钢筋混凝土预制件。滤板制成矩形或正方形，但边长最好不要超过1.2m。滤梁的宽度为10cm,高度和长度根据实际情况决定。2 为了确保反冲洗时滤板下面任何一点的压力均等，并使滤板下压入的空气可以尽快形成一个气垫层，滤板与池底之间应有一个高度适当的空间。一般来讲，滤板下面清水区的高度为0.85 0.95m,该高度足以使空气通过滤头的孔和缝得到充分的混合并均匀分布在整个滤池面积之上，从而保证了滤池的正常过滤和反冲洗效果。设计中取滤板下清水区的高度H5为0.85m。5.4 过滤系统 滤池选用石英砂，粒径0.951.35mm,不均匀系数k80=1.01.3,滤层厚度一般采用1.21.5m,设计中取滤层厚度H6为1.2m。滤层上水深一般采用1.21.3m,设计中取滤层上水深H7为1.2m。5.5 排水系统5.5.1 排水渠终点水深式中H3排水渠起端水深(m) v排水渠流速(m/s),一般采用v1.5m/s设计中取排水渠和气水分配渠等宽，即B=0.4m,v=1.5m/s 5.5.2 排水渠起端水深 式中H4排水渠起端水深(m); hk排水渠临界水深(m); i排水渠底坡; l排水渠长度(m);设计中取排水渠长度等于滤池长度，即l=11m,排水渠底坡i=8.2 按照要求，排水槽堰顶应高出石英砂滤料0.5m,则中间渠总高为滤板下清水区的高度滤板厚滤料层厚0.5,即0.85+0.10+1.2+0.5=2.65m。5.6 滤池总高度式中滤池总高度(m);H5滤板下清水区的高度(m); H6滤层厚度(m); H7滤层上水深(m); H8滤板厚度(m); H9超高(m);设计中取H8=0.12m,H9=0.3m H=0.85+1.2+1.2+0.10+0.3=3.65mV型滤池的平面布置图： V型滤池示意图6 消毒处理6.1消毒方法的选择液氯消毒 液氯消毒是目前国内外应用最广泛的消毒方法，其具有余氯的持续消毒作用；价格成本较低；操作简单，投加准确；不需要庞大设备等优点。6.2加氯量计算 式中，q-每天的投氯量 Q-设计水量 b-加氯量，一般采用0.51.0g/m3设计中取Q=65100m3/d，b=1.0g/m3 6.3 加氯设备的选择加氯设备包括自动加氯机、氯瓶和自动检测与控制装置等。6.3.1 自动加氯机选择 选用ZJ-型转子真空加氯机2台，1用1备，每台加氯机加氯量为0.59kg/h。加氯机的外形尺寸为：宽高=330mm370mm。加氯机安装在墙上，安装高度在地面以上1.5m，两台加氯机之间的净距为0.8m。6.3.2 氯瓶 采用容量为500kg的氯瓶，氯瓶外形尺寸为：外径600mm，瓶高1800mm。氯瓶自重146kg，公称压力2MPa。氯瓶采用两组，每组8个，1组使用，1组备用，每组使用周期约为42d。6.3.3 加氯控制 根据余氯值，采用计算机进行自动控制加氯量。6.4 加氯间和氯库 加氯间是安置加氯设备的操作间，氯库是储备氯瓶的仓库。采用加氯间与氯库合建的方式，中间用墙分隔开，但应留有供人通行的小门。加氯间平面尺寸为：长3.0m，宽9.0m；氯库平面尺寸为：长12.0m，宽9.0m。加氯间与氯库的平面布置如下图所示。6.5 加氯间的布置注意事项(1)设水厂所在地主导风向为东北风，加氯间靠近滤池和清水池，设在水厂的西南部。(2)在加氯间、氯库低处各设排风扇一个，换气量每小时812次，并安装漏气探测器，其位置在室内地面以上20cm。设置漏气报警仪，当检测的漏气量达到23mg/kg时即报警，切换有关阀门，切断氯源，同时排风扇动作。(3)为搬运氯瓶方便，氯库内设单轨电动葫芦一个，轨道在氯瓶正上方，轨道通到氯库大门以外。(4）加氯间外布置防毒面具、抢救材料和工具箱，照明和通风设备在室外设开关。（5）在加氯间引入一根DN50的给水管，水压大于20m水柱，供加氯机投药用；在氯库引入DN32给水管，通向氯瓶上空，供喷淋用。7其他设计7.1 清水池的设计 经过处理后的水进入清水池，清水池可以调节水量的变化并贮存消防用水。此外，在清水池内有利于消毒剂与水充分接触反应，提高消毒效果。7.1.1平面尺寸计算（1）有效容积 清水池的有效容积，包括调节容积、消防贮水量和水厂自用水量的调节量。清水池的总有效面积 式中，k-经验系数，一般采用10%20% Q-设计供水量取经验系数k=15.3%，则 设计中取10000m3清水池共设2座，则每座清水池的有效容积 （2)清水池的平面尺寸 每座清水池的面积 式中，h-清水池的有效水深设计中取h=4.0m 取清水池的宽度B=15m，则清水池长度 则清水池实际有效容积为 42154=2520m3。取清水池超高h1为0.5m，则清水池总高： 7.1.2管道系统（1）进水管设计为防止形成气阻，进水管进池后应用弯管下弯。进入单个清水池内的流量： 取进水管管内流速，则进水管管径: 设计中取进水管管径为DN800mm，则管内实际流速为0.75m/s。（2）清水池的出水管 由于用户的用水量时时变化，清水池的出水管应按出水最大流量计。取时变化系数，一个清水池的最大流量为： 取出水管管内流速，则出水管管径 设计中取出水管管径为DN1000mm，则流量最大时出水管内的流速为0.72m/s。（3）清水池的溢流管溢流管的管径与进水管管径相同，取为DN800mm。在溢流管管端设喇叭口，管上不设阀门。出口设置网罩，防止虫类进入池内。（4）清水池的排水管 取放空时间，排水管内水流速度，则排水管的管径 设计中取排水管管径为DN900mm。7.1.3 清水池布置（1）导流墙在清水池内设置导流墙，以防止池内出现死角，保证氯与水的接触时间不小于30min。每座清水池内设置2条导流墙，间距为5.0m，将清水池分成3格。在导流墙底部每隔1.0m设0.1m0.1m的过水方孔，使清水池清洗时排水方便。（2）检修孔在清水池底部设圆形检修孔2个，直径为1200mm。（3）通气管为了使清水池内空气流通，保证水质新鲜，在清水池顶部设通气孔。通气孔共设12个，每格设4个，通气管的管径为200mm，通气管伸出地面的高度高低错落，便于空气流通。（4）覆土厚度清水池顶部应有0.51.0m的覆土厚度，并加以绿化，美化环境。此处取覆土厚度为1.0m。 清水池平面布置图如下图所示： 清水池平面布置图7.2 吸水井的设计吸水井12m2m应高出地面20cm，吸水井深为3.6m，宽为2m，长度12m。7.3 二泵房的设计二泵房中泵型号的选择：3用1备7.3.1 泵的选型(1)最高日平均时流量为 Q=6.51万m3/d=2713m3/h(2)时变化系数Kh一般为1.31.6，本设计取Kh=1.5,则最高日最大时流量为：Q最大时=QKh=6.511041.5=97650m3/d=4068.75m3/h；(3)查设计手册选择水泵型号，供水水泵采用500S59型单级离心水泵，3用1备,水泵的特性参数如下：表6-1 离心泵特性参数表型号流量Q扬程H转速n轴功率P电动机效率气蚀余量外形尺寸（m3/h）（m）（r/min）（kw）型号功率（kw)（%）（NPSH）tL/B/H/500S59A150057970315Y450-54-64007461638/1640/1300 泵的重量：2747kg；最大起重量是Y-450-54-6型电机重量3870kg，最大起吊高度为13.75+2.0=15.75m,(其中2.00是考虑操作平台上汽车的高度)。为此，选用LD-A型电动单梁起重机，起重量为10t，跨度为20.3m，起吊高度为22m,AS205-20 4/1型电动葫芦，起吊高度24m。(4)消防校核 当满足70%设计供水量+消防用量最高日最高时用量时，即满足消防工况的校核。 消防用水量取70 L/s，每天发生两次火灾，每次持续2小时，则消防用水量为7022=280 L/s=1008 m3/h 70%设计供水量+消防用量=0.72713+1008=2907.1m3/h4068.75m3/h满足消防校核。7.3.2 泵房平面布置泵房采用水泵单行布置，水泵房长10m，宽8m，电间采用尺寸5 m10m。与泵房配套的吸水井采用LB=10m2m，其池底低于清水池池底1.0m，水面低于清水池水面0.2m，有效水深4.